JP3214063B2 - Hologram interferometer - Google Patents

Hologram interferometer

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JP3214063B2
JP3214063B2 JP15003592A JP15003592A JP3214063B2 JP 3214063 B2 JP3214063 B2 JP 3214063B2 JP 15003592 A JP15003592 A JP 15003592A JP 15003592 A JP15003592 A JP 15003592A JP 3214063 B2 JP3214063 B2 JP 3214063B2
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JP
Japan
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optical element
hologram
light
hologram optical
test object
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Inventor
重徳 大井
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富士写真光機株式会社
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  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は被測定物体の表面の状態
を測定するためのホログラム干渉計装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hologram interferometer for measuring the state of the surface of an object to be measured.

【0002】[0002]

【従来の技術】レンズその他の被測定物体の表面形状を
測定するために、被検物体であるレンズの基準となる基
準レンズを用い、この基準レンズと被検物体との間に干
渉縞を発生させ、この干渉縞を観察することによって、
被検物体の表面仕上げ精度を測定できる。また、基準レ
ンズと被検物体とを非接触で測定するために干渉計が用
いられる。干渉計としては、種々のものがあるが、その
うちフィゾー型の干渉計は、構造が簡単である等の利点
があることから、広い分野で応用されている。このフィ
ゾー型干渉計は、レーザ光源を用い、このレーザ光源か
ら出射されるレーザ光束を平行光束化して、基準レンズ
に照射させて、この基準レンズの基準面に一部を反射さ
せると共に、この基準レンズを透過した光を被検物体の
被検面で反射させて、これら基準レンズの基準面からの
参照波光と被検物体の被検面からの物体波光との間で干
渉作用を発揮させ、この干渉縞をモニタ画面等に表示し
て、干渉縞の観察を行うようにしたものである。
2. Description of the Related Art In order to measure the surface shape of a lens or another object to be measured, a reference lens serving as a reference of a lens as an object to be measured is used, and interference fringes are generated between the reference lens and the object to be measured. And observing this interference fringe,
The surface finishing accuracy of the test object can be measured. Further, an interferometer is used to measure the reference lens and the test object in a non-contact manner. There are various types of interferometers. Among them, the Fizeau-type interferometer is applied in a wide field because of its advantages such as its simple structure. This Fizeau interferometer uses a laser light source, converts a laser beam emitted from the laser light source into a parallel light beam, irradiates the parallel light beam onto a reference lens, partially reflects the light onto the reference surface of the reference lens, The light transmitted through the lens is reflected by the test surface of the test object, and the interference between the reference wave light from the reference surface of these reference lenses and the object wave light from the test surface of the test object is exhibited. The interference fringes are displayed on a monitor screen or the like to observe the interference fringes.

【0003】また、近年においては、コンピュータ合成
ホログラムを用いることによって、被検物の表面状態の
測定を行うホログラム干渉計が実用化されている。この
種のホログラム干渉計は、前述したフィゾー型干渉計の
ように基準レンズを用いるのではなく、ホログラム光学
素子を用いる。ホログラム光学素子は、ガラス基板上に
フォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト膜を電
子ビームで走査させることによって、物体波光と参照波
光との干渉縞と同等の縞模様の干渉縞パターンを露光し
た後、それを現像することにより干渉縞を顕在化させた
光学素子である。このホログラム光学素子における干渉
縞に参照波光と同じ再生波を入射すると、物体波光が再
生できる。このホログラムを用いた干渉法によれば、特
殊な形状の検査測定が可能なこと等から、今後広い用途
が考えられる。
In recent years, a hologram interferometer for measuring the surface state of a test object by using a computer-generated hologram has been put to practical use. This type of hologram interferometer uses a hologram optical element instead of using a reference lens as in the Fizeau interferometer described above. The hologram optical element was formed by applying a photoresist film on a glass substrate, and scanning the photoresist film with an electron beam, thereby exposing an interference fringe pattern equivalent to the interference fringe pattern between the object wave light and the reference wave light. Then, the optical element is developed to develop interference fringes. When the same reproduction wave as the reference wave light enters the interference fringes in the hologram optical element, the object wave light can be reproduced. According to the interferometry using this hologram, inspection and measurement of a special shape are possible, so that it is expected to be widely used in the future.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、このホロ
グラム干渉計として、図4に示した構成のものを提案し
た。同図において、1はレーザ光源、2は発散レンズ、
3はピンホールをそれぞれ示し、このレーザ光源1から
出射されたレーザビームは発散レンズ2により集光さ
れ、この集光位置に配設したピンホール3を通過した後
に発散しながらビームスプリッタ4に照射され、このビ
ームスプリッタ4に反射して、光路を90°曲折され
る。ピンホール3により発散光となったレーザ光束は、
ビームスプリッタ4に反射した後に、コリメータレンズ
5によって平行光束化されて、ホログラム光学素子6に
入射される。このホログラム光学素子6にレーザ光が入
射されると、正反射光と回折光とに分けられる。正反射
光の光路には、この正反射光に対して垂直となる基準反
射面7aを有する基準反射板7が配設される。
The present applicant has proposed a hologram interferometer having the structure shown in FIG. In the figure, 1 is a laser light source, 2 is a diverging lens,
Reference numerals 3 denote pinholes, respectively. A laser beam emitted from the laser light source 1 is condensed by a diverging lens 2, and after passing through the pinhole 3 disposed at the condensing position, irradiates the beam splitter 4 while diverging. Then, the light is reflected by the beam splitter 4 and the optical path is bent by 90 °. The laser light flux diverged by the pinhole 3 is
After being reflected by the beam splitter 4, it is converted into a parallel light beam by the collimator lens 5 and is incident on the hologram optical element 6. When the laser beam is incident on the hologram optical element 6, the laser beam is divided into regular reflected light and diffracted light. In the optical path of the regular reflection light, a reference reflection plate 7 having a reference reflection surface 7a perpendicular to the regular reflection light is provided.

【0005】一方、回折光の光路には被検物体8が配置
される。ここで、被検物体8をシリンドリカルレンズで
あるとすると、ホログラム光学素子6のホログラムパタ
ーンは、平行な直線状に配列した縞模様とする。そし
て、このホログラム光学素子6の縞の方向を被検物体8
におけるシリンドリカル面8aの母線方向に向け、かつ
回折光が中心軸線で集光される位置に配置する。
On the other hand, a test object 8 is arranged in the optical path of the diffracted light. Here, assuming that the test object 8 is a cylindrical lens, the hologram pattern of the hologram optical element 6 is a stripe pattern arranged in parallel straight lines. Then, the direction of the stripe of the hologram optical element 6 is
Are arranged in the direction of the generatrix of the cylindrical surface 8a at a position where the diffracted light is condensed on the central axis.

【0006】レーザ光源1からのレーザ光束は、送光用
光学系を構成する発散レンズ2,ピンホール3を通過し
た後に、ビームスプリッタ4に反射して、コリメータレ
ンズ5により平行光束化させた後に、ホログラム光学素
子6に入射される。そして、ホログラム光学素子6から
の回折光は被検物体8のシリンドリカル面8aの中心軸
線上の位置で一旦集光された後に発散して、このシリン
ドリカル面8aに照射されて、シリンドリカル面8aで
反射して、ホログラム光学素子6に戻る。この被検物体
8からの戻り光はホログラム光学素子6で反射して、元
の平行光となってコリメータレンズ5に向かう。一方、
ホログラム光学素子6からの正反射光は基準反射板7の
基準反射面7aで反射して、戻り光はホログラム光学素
子6において再び反射してコリメータレンズ5に向か
う。
[0006] A laser beam from the laser light source 1 passes through a diverging lens 2 and a pinhole 3 constituting a light transmitting optical system, is reflected by a beam splitter 4 and is converted into a parallel beam by a collimator lens 5. Is incident on the hologram optical element 6. The diffracted light from the hologram optical element 6 is once condensed at a position on the central axis of the cylindrical surface 8a of the test object 8, diverges, irradiates the cylindrical surface 8a, and is reflected by the cylindrical surface 8a. Then, the process returns to the hologram optical element 6. The return light from the test object 8 is reflected by the hologram optical element 6 and returns to the collimator lens 5 as original parallel light. on the other hand,
The regular reflection light from the hologram optical element 6 is reflected by the reference reflection surface 7a of the reference reflection plate 7, and the return light is reflected again by the hologram optical element 6 and travels toward the collimator lens 5.

【0007】従って、ホログラム光学素子6によるパタ
ーンによる物体波光が基準反射板7からの参照波光と重
なりあって相互に干渉して、干渉縞を形成する。この光
はビームスプリッタ4を透過して、コリメータレンズ5
の後側焦点位置に設けた結像レンズ9を介して撮像手段
10の結像面に干渉縞が結像する。
Therefore, the object wave light in the pattern by the hologram optical element 6 overlaps with the reference wave light from the reference reflection plate 7 and interferes with each other to form interference fringes. This light passes through the beam splitter 4 and is collimated by a collimator lens 5.
The interference fringes are formed on the image forming surface of the image pickup means 10 through the image forming lens 9 provided at the rear focal position.

【0008】而して、ホログラム光学素子6の作用によ
って平面波とシリンドリカル面8aに対応する非球面波
との変換が行われ、干渉縞は平行光同士の干渉の結果生
成されたものであるから、極めて明瞭な干渉縞模様が撮
像手段10により撮像される。従って、被検物体8にお
けるシリンドリカル面8aの形状を極めて高い精度で測
定できる。
Since the hologram optical element 6 converts the plane wave into an aspherical wave corresponding to the cylindrical surface 8a by the action of the hologram optical element 6, the interference fringes are generated as a result of interference between parallel lights. An extremely clear interference fringe pattern is imaged by the imaging means 10. Accordingly, the shape of the cylindrical surface 8a of the test object 8 can be measured with extremely high accuracy.

【0009】ところで、前述したホログラム干渉計にお
いては、ホログラム光学素子6への入射光と回折光との
間の角度を小さくすれば、より正確な干渉縞パターンと
することができ、従って被検物体の測定精度も向上す
る。しかしながら、この回折光の延長線上には被検物体
8が配設されており、この被検物体8は、それとホログ
ラム光学素子との位置合わせを極めて正確に行うため
に、少なくともXY方向及び回転方向に位置調整可能な
調整テーブル上に設けた試料台上にセットされるように
なっており、また実際の測定を行う際には、キャッツア
イ位置と呼ばれるホログラム光学素子からの回折光の集
光位置に配置した後に、この集光位置が被検物体8の前
側焦点位置となる位置にまで移動させる。従って、ホロ
グラム光学素子8への入射角を小さくすると、前述した
試料台等によって光路にけられ等が生じるといった不都
合がある。
In the hologram interferometer described above, if the angle between the light incident on the hologram optical element 6 and the diffracted light is reduced, a more accurate interference fringe pattern can be obtained. Measurement accuracy is also improved. However, a test object 8 is disposed on an extension of the diffracted light, and the test object 8 is required to be positioned at least in the XY directions and the rotational directions in order to perform extremely accurate alignment with the hologram optical element. It is set on a sample table provided on an adjustment table that can be adjusted in position. When an actual measurement is performed, the focus position of the diffracted light from the hologram optical element called the cat's eye position After that, the light-condensing position is moved to a position where the converging position becomes the front focal position of the test object 8. Therefore, if the angle of incidence on the hologram optical element 8 is reduced, there is an inconvenience that the sample path or the like causes the optical path to be blurred.

【0010】本発明は、前述した従来技術の課題を解決
するためになされたものであって、ホログラム光学素子
へのレーザ光の入射角を小さくしても、光路のけられが
生じるのを確実に防止できるようにすることをその目的
とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and ensures that even if the angle of incidence of the laser beam on the hologram optical element is reduced, the optical path is not deviated. It is intended to prevent such problems.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、レーザ光源からのレーザ光を平行光
束化してホログラム光学素子に照射し、このホログラム
光学素子からの回折光を被検物体に、また正反射光を基
準反射板にそれぞれ反射させ、これらの間で干渉縞を
発生させる干渉計装置であって、前記ホログラム光学素
子に平行光束化されたレーザ光を照射するために、この
ホログラム光学素子に反射ミラーを対向配設し、前記反
射ミラーと前記基準反射板とが配置される位置を挟ん
で、一方側の位置に前記ホログラム光学素子を、また他
方側に前記被検物体を配置し、この反射ミラーと前記ホ
ログラム光学素子との間の光路及び前記基準反射板と前
記ホログラム光学素子との間の光路と、前記ホログラム
光学素子と前記被検物体との間の光路とが交差する位置
より前記被検物体に近い側に前記反射ミラー及び前記基
準反射板を配置し、かつこれら反射ミラーと基準反射板
との間は、前記ホログラム光学素子と前記被検物体との
間の光路と干渉しない間隔だけ離間させる構成としたこ
とをその特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a laser beam from a laser light source which is collimated and radiated to a hologram optical element. the inspected object, and each is reflected on the reference reflective plate specularly reflected light, an interferometer system for generating interference fringes between these, the holographic optical element
In order to irradiate the laser beam into a parallel beam
A reflection mirror is provided opposite to the hologram optical element, and
Between the position where the reflecting mirror and the reference reflector are arranged
The hologram optical element at one side and the other
The object to be measured is arranged on one side, and the reflecting mirror and the
Optical path between the optical element and the reference reflector and
An optical path between the hologram optical element and the hologram;
The position where the optical path between the optical element and the test object intersects
The reflection mirror and the base are closer to a side closer to the test object.
A quasi-reflector is placed, and these reflecting mirrors and a reference
Between the hologram optical element and the test object
It is characterized in that it is configured to be separated by an interval that does not interfere with the optical path between them.

【0012】[0012]

【作用】レーザ光源から出射されたレーザ光束は平行光
束化されて、反射ミラーに反射してホログラム光学素子
に入射される。このホログラム光学素子では、入射され
たレーザ光束は回折光と正反射光とに分けられて、回折
光は被検物体に向けて収束しながら進行し、集光位置を
通過した後、発散して被検物体の被検面に照射される。
また、正反射光は平行光束の状態を保ったまま基準反射
面に照射される。被検物体及び基準反射面から反射した
光はホログラム光学素子に反射して干渉縞を生じさせ
る。
The laser beam emitted from the laser light source is converted into a parallel beam, reflected by a reflection mirror and incident on a hologram optical element. In this hologram optical element, the incident laser light beam is divided into diffracted light and specularly reflected light, and the diffracted light travels while converging toward the object to be inspected, diverges after passing through the focusing position, and The object is irradiated on the surface to be inspected.
The specularly reflected light is applied to the reference reflection surface while maintaining the state of the parallel light flux. Light reflected from the test object and the reference reflecting surface is reflected on the hologram optical element to generate interference fringes.

【0013】ここで、ホログラム光学素子に入射される
レーザ光束は反射ミラーに反射させるようにしており、
しかもこの反射ミラーはホログラム光学素子からの回折
光の集光位置と、このホログラム光学素子への入射光と
回折光との交差位置との間に配設されているので、この
反射ミラーは常に被検物体よりホログラム光学素子に近
接する位置に配置されることになるから、この反射ミラ
ーにより反射される光の光路は、被検物体がセットされ
ている試料台及びこの試料台の位置を調整するための機
構等によりけられるおそれはない。しかも、回折光の集
光位置近傍では光路の断面積が小さくなるので、この回
折光の光軸に近接させることができ、レーザ光束をホロ
グラム光学素子に入射する際に、その入射角を小さくす
ることができる。また、基準反射板は、ホログラム光学
素子に正反射した光が照射されるようになっており、こ
の基準反射板は回折光の光路を挟んだ反対側の位置に配
置されているので、この正反射光もけられが生じること
はない。
Here, the laser beam incident on the hologram optical element is reflected by a reflecting mirror.
Moreover, since the reflection mirror is disposed between the position where the diffracted light from the hologram optical element is condensed and the position where the light incident on the hologram optical element intersects with the diffracted light, the reflection mirror is always covered. The optical path of the light reflected by the reflection mirror adjusts the position of the sample stage on which the object to be inspected is set and the position of the sample stage because the optical path of the light reflected by the reflection mirror is arranged closer to the hologram optical element than the inspection object. There is no danger of being dislodged by a mechanism or the like. In addition, since the cross-sectional area of the optical path becomes small near the converging position of the diffracted light, it can be made closer to the optical axis of the diffracted light, and when the laser beam enters the hologram optical element, the incident angle is reduced. be able to. The reference reflector is configured to irradiate the hologram optical element with light that is specularly reflected. Since the reference reflector is arranged at a position opposite to the optical path of the diffracted light, the regular reflection is performed. The reflected light is not eclipsed.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。まず、図1に本発明のホログラム干渉計装
置の全体構成を示す。図中において、30はレーザ光源
部を示し、このレーザ光源部30には干渉縞観察部40
が内蔵されている。また、50は干渉計本体部である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First, FIG. 1 shows the overall configuration of the hologram interferometer device of the present invention. In the figure, reference numeral 30 denotes a laser light source unit, and the laser light source unit 30 includes an interference fringe observation unit 40.
Is built-in. Reference numeral 50 denotes an interferometer main body.

【0015】レーザ光源部30は、レーザ発振器からな
るレーザ光源31と、送光用光学系を構成する反射ミラ
ー32,発散レンズ33,ピンホール34,ビームスプ
リッタ35及びコリメータレンズ36を備えている。ま
た、コリメータレンズ36の前方位置には、光路を引き
回すための一対の反射ミラー37,38が設けられてい
る。このレーザ光源部30は図2に示したように、反射
ミラー37,38を除いて、ハウジング60内に配設さ
れている。
The laser light source section 30 includes a laser light source 31 composed of a laser oscillator, and a reflection mirror 32, a diverging lens 33, a pinhole 34, a beam splitter 35, and a collimator lens 36 that constitute a light transmitting optical system. Further, a pair of reflection mirrors 37 and 38 for routing an optical path are provided at a position in front of the collimator lens 36. As shown in FIG. 2, the laser light source unit 30 is disposed inside the housing 60 except for the reflection mirrors 37 and 38.

【0016】干渉縞観察部40は、ビームスプリッタ3
5からの透過光の光路に臨む位置に設けたスクリーン4
1と、干渉縞結像レンズ42及び干渉縞を撮像するため
の撮像手段43から構成される。この干渉縞観察部40
もレーザ光源部30と共にハウジング60内に設けられ
ている。
The interference fringe observation unit 40 includes the beam splitter 3
Screen 4 provided at a position facing the optical path of transmitted light from 5
1, an interference fringe imaging lens 42 and an imaging means 43 for imaging the interference fringes. This interference fringe observation unit 40
Are also provided in the housing 60 together with the laser light source unit 30.

【0017】干渉計本体部50は、第1の反射ミラー5
1と、第2の反射ミラー52と、ホログラム光学素子5
3と、基準反射面54aを有する基準反射板54とを備
えている。これら各部材は支持プレート61に装着され
ている。試料台56は、被検物体55を格別の位置決め
保持機構を設けなくとも安定した状態にセットできるよ
うにするために、その被検物体55をセットする面は水
平となっており、この被検物体55の被検面であるシリ
ンドリカル面55aは上方に向けられ、ホログラム光学
素子53からの回折光は上方から垂直に照射されるよう
になされている。そして、被検物体55はホログラム光
学素子53に対して厳格に所定の位置関係となるように
セットされなければならないが、この被検物体55の位
置調整を可能ならしめるために、試料台56は周知のX
Yθテーブル57に装着されており、このXYθテーブ
ル57によって、試料台56にセットした被検物体55
の水平方向及び回転方向の位置調整を行うことができ
る。なお、このXYθテーブル57に傾き角の調整を可
能ならしめるためのチルト機能を持たせるようにすれ
ば、さらに被検物体55の位置調整を正確かつ微細に行
うことができる。
The interferometer main body 50 includes a first reflecting mirror 5
1, the second reflection mirror 52, and the hologram optical element 5
3 and a reference reflection plate 54 having a reference reflection surface 54a. These members are mounted on a support plate 61. The sample table 56 has a horizontal surface on which the test object 55 is set so that the test object 55 can be set in a stable state without providing a special positioning and holding mechanism. The cylindrical surface 55a, which is the test surface of the object 55, is directed upward, so that the diffracted light from the hologram optical element 53 is irradiated vertically from above. The test object 55 must be set so as to have a strictly predetermined positional relationship with the hologram optical element 53. To enable the position adjustment of the test object 55, the sample table 56 Well-known X
Table 57, which is mounted on a sample table 56 by the XYθ table 57.
Can be adjusted in the horizontal and rotational directions. If the XYθ table 57 is provided with a tilt function for enabling the adjustment of the tilt angle, the position of the test object 55 can be further accurately and finely adjusted.

【0018】XYθテーブル57はガイドレール58に
沿って昇降される昇降部材59に装着されており、この
昇降部材59によって、被検物体55の被検面をホログ
ラム光学素子53の回折光の集光位置であるキャッツア
イ位置と、被検物体55のシリンドリカル面55aの曲
面部の曲率半径に相当する間隔分だけキャッツアイ位置
から離間した測定位置との間に移動できるようになって
いる。
The XYθ table 57 is mounted on an elevating member 59 that moves up and down along a guide rail 58, and the elevating member 59 converges the surface to be inspected of the object 55 to be diffracted by the hologram optical element 53. It is possible to move between a cat's eye position, which is a position, and a measurement position separated from the cat's eye position by an interval corresponding to the radius of curvature of the curved surface portion of the cylindrical surface 55a of the test object 55.

【0019】干渉計本体部50内に導かれた平行光束と
なっているレーザ光束は第1の反射ミラー51に反射さ
せて一度下方に向けた上で、さらに第2の反射ミラー5
2に反射させることによって、この第2の反射ミラー5
2の上方位置に設けたホログラム光学素子53に所定の
入射角となるようにして入射される。このホログラム光
学素子53に平行光束が入射されると、一部が回折し、
また他は正反射する。回折光は集光しながら、試料台5
6上にセットした被検物体55のシリンドリカル面55
aの全面に照射される。一方、正反射光は平行光束状態
を保ったまま基準反射板54の基準反射面54aに照射
される。
The laser light flux, which is a parallel light flux guided into the interferometer main body 50, is reflected by the first reflecting mirror 51 and directed downward once, and then the second reflecting mirror 5
2, the second reflecting mirror 5
The light is incident on the hologram optical element 53 provided at a position above the optical element 2 at a predetermined incident angle. When a parallel light beam enters the hologram optical element 53, a part of the light beam is diffracted,
Others are specularly reflected. The sample stage 5
The cylindrical surface 55 of the test object 55 set on 6
Irradiated on the entire surface of a. On the other hand, the specularly reflected light is applied to the reference reflection surface 54a of the reference reflection plate 54 while maintaining the parallel light flux state.

【0020】被検物体55からの反射光は、それへの入
射光と同じ光路を通ってホログラム光学素子53に入射
されて、回折して平行光束化される。また、基準反射板
54からの反射光は平行光束の状態を保ったままホログ
ラム光学素子53に正反射する。そして、この被検物体
55からの物体波光が基準反射板54からの参照波光と
干渉する。干渉縞を有する戻り光は第2のミラー52,
第1の反射ミラー51を経て干渉計本体50からレーザ
光源部30に導入され、このレーザ光源部30内のコリ
メータ36を透過することによって収束されながら、ビ
ームスプリッタ35を透過して、干渉縞観察部40に導
かれ、干渉縞結像レンズ42を介して撮像手段43に干
渉縞が結像される。なお、レーザ光源部30と干渉計本
体部50との間の光路を正確に一致させるためには、例
えば第1の反射ミラー51を角度調整可能な構成すれば
良い。
The reflected light from the test object 55 is incident on the hologram optical element 53 through the same optical path as the incident light, and is diffracted into a parallel light flux. Further, the reflected light from the reference reflecting plate 54 is regularly reflected on the hologram optical element 53 while maintaining the state of the parallel light flux. Then, the object wave light from the test object 55 interferes with the reference wave light from the reference reflector 54. The return light having the interference fringes is transmitted to the second mirror 52,
After being introduced from the interferometer main body 50 through the first reflection mirror 51 to the laser light source unit 30 and converged by passing through the collimator 36 in the laser light source unit 30, it is transmitted through the beam splitter 35 to observe interference fringes. The interference fringe is guided to the unit 40 and forms an interference fringe on the imaging unit 43 via the interference fringe imaging lens 42. In order to accurately match the optical path between the laser light source unit 30 and the interferometer main unit 50, for example, the first reflection mirror 51 may be configured to be adjustable in angle.

【0021】ところで、ホログラム光学素子53の干渉
縞パターンとしては、その回折光がある程度小さい角度
となるように設定するのが、被検物体55の表面形状の
測定を高精度に行えることになる。ところが、被検物体
55はXYθテーブル57に装着した試料台56上にセ
ットされており、このXYθテーブル57はさらに昇降
部材59に取り付けられている。しかも、被検物体55
の表面形状を測定するには、測定位置に配置するが、ま
ず昇降手段59によって被検物体55を図1に仮想線で
示したキャッツアイ位置に配置し、この位置を原点とし
て実線で示した測定位置まで移動させるようにする。こ
れによって、単に被検物体55のシリンドリカル面55
aの表面形状の測定だけでなく、このシリンドリカル面
55aの曲率半径をも測定できる。この被検物体55及
びその支持機構である試料台56,XYθテーブル57
及び昇降手段59によってホログラム光学素子53への
入射光がけられないようにしなければならない。
By the way, setting the interference fringe pattern of the hologram optical element 53 so that the diffracted light has a small angle allows the measurement of the surface shape of the test object 55 with high accuracy. However, the test object 55 is set on a sample table 56 mounted on an XYθ table 57, and the XYθ table 57 is further attached to an elevating member 59. Moreover, the test object 55
In order to measure the surface shape of the sample, the test object 55 is arranged at the measurement position by the ascending / descending means 59. At first, the test object is arranged at the cat's eye position indicated by the imaginary line in FIG. Move to the measurement position. Thereby, the cylindrical surface 55 of the test object 55 is simply
In addition to the measurement of the surface shape of a, the radius of curvature of the cylindrical surface 55a can be measured. The test object 55 and a sample table 56 serving as a supporting mechanism thereof, an XYθ table 57
In addition, it is necessary to prevent the light incident on the hologram optical element 53 from being shaken by the elevating means 59.

【0022】そこで、ホログラム光学素子53への入射
光路がけられないようにして、しかもこのホログラム光
学素子53への入射角をできるだけ小さくするために、
第2の反射ミラー52を設け、この第2の反射ミラー5
2をホログラム光学素子53と被検物体55との間に配
置して、それにレーザ光束を反射させる。これによっ
て、ホログラム光学素子53への入射光路がけられるの
を防止できる。また、基準反射板54は、ホログラム光
学素子53からの回折光の光路を挟んで第2の反射ミラ
ー52と反対側の位置に配置することにより、この基準
反射板54における光路のけられも生じない。ここで、
被検物体55はキャッツアイ位置と測定位置との間に変
位可能であることから、ホログラム光学素子53と被検
物体55との間の位置いうのは、被検物体55が最もホ
ログラム光学素子53に近接するキャッツアイ位置とホ
ログラム光学素子53との間の位置を意味する。
Therefore, in order to prevent the light path incident on the hologram optical element 53 from being obstructed and to minimize the angle of incidence on the hologram optical element 53,
A second reflection mirror 52 is provided, and the second reflection mirror 5
2 is disposed between the hologram optical element 53 and the test object 55, and reflects the laser beam therefrom. Thus, it is possible to prevent the incident optical path to the hologram optical element 53 from being blurred. Further, by disposing the reference reflection plate 54 at a position opposite to the second reflection mirror 52 with the optical path of the diffracted light from the hologram optical element 53 interposed therebetween, the optical path of the reference reflection plate 54 may be deviated. Absent. here,
Since the test object 55 can be displaced between the cat's eye position and the measurement position, the position between the hologram optical element 53 and the test object 55 means that the test object 55 is the most holographic optical element 53. And the position between the hologram optical element 53 and the cat's eye position close to.

【0023】一方、第2の反射ミラー52及び基準反射
板54がホログラム光学素子53と被検物体55との間
の光路に対して干渉することがあってはならない。従っ
て、第2の反射ミラー52及び基準反射板54とホログ
ラム光学素子53との間の光路がホログラム光学素子5
3と被検物体55との間の光路とが交差する位置より被
検物体55に近い側に第2の反射ミラー52及び基準反
射板54を配設する。これによって、ホログラム光学素
子53と被検物体55との間の光路もけられることはな
い。
On the other hand, the second reflection mirror 52 and the reference reflection plate 54 must not interfere with the optical path between the hologram optical element 53 and the test object 55. Therefore, the optical path between the second reflection mirror 52 and the reference reflection plate 54 and the hologram optical element 53 is
The second reflection mirror 52 and the reference reflection plate 54 are provided on the side closer to the test object 55 than the position where the optical path between the third test object 3 and the test object 55 intersects. Thus, the optical path between the hologram optical element 53 and the test object 55 is not cut off.

【0024】しかも、前述した位置関係において、第2
の反射ミラー52及び基準反射板54をできるだけ回折
光の集光位置に近接させ、かつこの回折光の光軸に近接
させる。これによって、第2の反射ミラー52からホロ
グラム光学素子53への入射角を例えば15°というよ
うに、小さい角度でホログラム光学素子53に入射光を
導入でき、より高精度の測定が可能となる。
Further, in the above-described positional relationship, the second
The reflection mirror 52 and the reference reflection plate 54 are brought as close as possible to the condensing position of the diffracted light and close to the optical axis of the diffracted light. Thereby, the incident light from the second reflection mirror 52 to the hologram optical element 53 can be introduced into the hologram optical element 53 at a small angle such as 15 °, for example, and the measurement can be performed with higher accuracy.

【0025】而して、図3に示したように、第2の反射
ミラー52及び基準反射板54のそれぞれの反射面を保
持部材70,71により支持させる場合には、これら各
保持部材70,71の回折光の光路に沿う側の部位に切
り欠き70a,71aを形成しておく。これによって、
これら第2の反射ミラー51及び基準反射板54を回折
光をけることなく、しかも最大限にこの回折光に近接さ
せることができる。
As shown in FIG. 3, when the respective reflecting surfaces of the second reflecting mirror 52 and the reference reflecting plate 54 are supported by the holding members 70 and 71, these holding members 70 and 71 are used. Cutouts 70a and 71a are formed in a portion 71 along the optical path of the diffracted light. by this,
The second reflection mirror 51 and the reference reflection plate 54 can be brought close to the diffracted light as much as possible without diffracting the diffracted light.

【0026】なお、前述した実施例においては、レーザ
光源部30及び干渉縞観察部40と、干渉計本体50と
を別個の部材として構成したものを示したが、これらは
一体のハウジング内に設ける構成としても良い。また、
反射ミラー32,37,38及び51はレーザ光束の引
き回しを行うために設けられるものであって、レーザ光
源31からのレーザ光を平行光束化した状態で直接第2
の反射ミラー52に入射させる構成とすれば、これら反
射ミラー32,37,38及び51を設ける必要はな
い。
In the above-described embodiment, the laser light source unit 30, the interference fringe observation unit 40, and the interferometer main body 50 are configured as separate members, but they are provided in an integral housing. It is good also as composition. Also,
The reflection mirrors 32, 37, 38, and 51 are provided to route the laser light flux, and directly convert the laser light from the laser light source 31 to the second light in a parallel light state.
It is not necessary to provide these reflecting mirrors 32, 37, 38 and 51 if the configuration is such that the light is incident on the reflecting mirror 52.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、回折光
の集光位置と、この回折光の光路とホログラム光学素子
への入射光路及びその正反射光とが交差する位置の間
に、この回折光を挟んだ両側の位置に、基準反射板とホ
ログラム光学素子にレーザ光を導くための反射ミラーと
を配設する構成としたので、ホログラム光学素子への入
射光及びそれからの反射光が装置を構成する部材等によ
ってけられることがなく、しかもホログラム光学素子へ
の入射角を小さくでき、被検物体の表面形状をより高精
度に測定できる等の諸効果を奏する。
As described above, according to the present invention, the converging position of the diffracted light, the optical path of the diffracted light, the incident optical path to the hologram optical element, and the position where the specularly reflected light intersects. Since the reference reflection plate and the reflection mirror for guiding the laser beam to the hologram optical element are arranged at the positions on both sides of the diffracted light, the light incident on the hologram optical element and the reflected light from the hologram optical element are reduced. Various effects such as being not shaken by members constituting the apparatus, reducing the angle of incidence on the hologram optical element, and measuring the surface shape of the test object with higher accuracy can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すホログラム干渉計の構
成説明図である。
FIG. 1 is a configuration explanatory view of a hologram interferometer showing one embodiment of the present invention.

【図2】ホログラム干渉計装置の正面図である。FIG. 2 is a front view of the hologram interferometer device.

【図3】第2の反射ミラーと基準反射板との構成を示す
外観図である。
FIG. 3 is an external view showing a configuration of a second reflection mirror and a reference reflection plate.

【図4】ホログラム干渉計の原理説明図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the principle of a hologram interferometer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30 レーザ光源部 31 レーザ光源 35 ビームスプリッタ 36 コリメータレンズ 40 干渉縞観察手段 50 干渉計本体部 51 第1の反射ミラー 52 第2の反射ミラー 53 ホログラム光学素子 54 基準反射板 55 被検物体 56 試料台 Reference Signs List 30 laser light source part 31 laser light source 35 beam splitter 36 collimator lens 40 interference fringe observing means 50 interferometer main part 51 first reflection mirror 52 second reflection mirror 53 hologram optical element 54 reference reflection plate 55 test object 56 sample table

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 レーザ光源からのレーザ光を平行光束化
してホログラム光学素子に照射し、このホログラム光学
素子からの回折光を被検物体に、また正反射光を基準反
射板にそれぞれ反射させ、これらの間で干渉縞を発生
させる干渉計装置において、前記ホログラム光学素子に平行光束化されたレーザ光を
照射するために、このホログラム光学素子に反射ミラー
を対向配設し、 前記反射ミラーと前記基準反射板とが配置される位置を
挟んで、一方側の位置に前記ホログラム光学素子を、ま
た他方側に前記被検物体を配置し、 この反射ミラーと前記ホログラム光学素子との間の光路
及び前記基準反射板と前記ホログラム光学素子との間の
光路と、前記ホログラム光学素子と前記被検物体との間
の光路とが交差する位置より前記被検物体に近い側に前
記反射ミラー及び前記基準反射板を配置し、 かつこれら反射ミラーと基準反射板との間は、前記ホロ
グラム光学素子と前記被検物体との間の光路と干渉しな
い間隔だけ離間させる 構成としたことを特徴とするホロ
グラム干渉計装置。
1. A irradiated to the holographic optical element is collimated laser light from the laser light source, the diffracted light from the holographic optical element to be examined object, also respectively is reflected on the reference reflective plate specular reflected light In the interferometer device for generating interference fringes between these, the laser beam converted into a parallel light beam by the hologram optical element is
To irradiate the hologram optical element, a reflective mirror
Are disposed facing each other, and the position where the reflection mirror and the reference reflection plate are disposed is
Sandwich the hologram optical element at one side,
The object to be measured is arranged on the other side, and an optical path between the reflection mirror and the hologram optical element is arranged.
And between the reference reflector and the hologram optical element
An optical path, between the hologram optical element and the test object;
Closer to the object than the position where the optical path intersects
The reflection mirror and the reference reflection plate are disposed, and the hologram is provided between the reflection mirror and the reference reflection plate.
Do not interfere with the optical path between the optical element and the test object.
A hologram interferometer device characterized in that the hologram interferometer device is configured to be separated by a small distance .
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